氣柜技術(shù)規(guī)范征求意見稿條文說明

PAGE中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)企業(yè)濕式氣柜技術(shù)規(guī)范GB/T50×××—201×條文說明

制定說明根據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部《關(guān)于印發(fā)2011年工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)制訂、修訂計(jì)劃的通知》（建標(biāo)[2011]17號）的要求，由中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)化工分會(huì)為主編部門，以中國石油和化工勘察設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)和東華工程科技股份有限公司為主編單位，會(huì)同中國石化集團(tuán)上海工程有限公司、合肥工業(yè)大學(xué)、安徽淮化集團(tuán)有限公司、中國化學(xué)工程第三建設(shè)公司共同完成了國家標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)企業(yè)濕式氣柜技術(shù)規(guī)范》的編制工作。本規(guī)范編制組于2011年8月成立并召開第一次工作會(huì)議，2011年12月完成了《工業(yè)企業(yè)濕式氣柜技術(shù)規(guī)范》初稿的編制，2012年4月完成了征求意見稿的編制，計(jì)劃在2012年7月完成了送審稿的編制、2012年9月召開了送審稿審查會(huì)議，2012年12月完成了本規(guī)范的報(bào)批稿。本規(guī)范在編制過程中進(jìn)行了比較廣泛的資料收集、調(diào)研，并注意吸收原行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG20517《鋼制低壓濕式氣柜》和HG/T21549-《鋼制低壓濕式氣柜系列》多年使用過程中的成熟經(jīng)驗(yàn)。編制人員多次召開討論會(huì)，對工業(yè)企業(yè)濕式氣柜設(shè)計(jì)、運(yùn)行等關(guān)鍵參數(shù)都進(jìn)行了討論。對征求意見稿收集到的意見以及送審稿審查會(huì)上專家提出的意見都逐條進(jìn)行了修改、回應(yīng)，并留有完整的記錄。為了在使用本技術(shù)規(guī)范時(shí)能正確理解和執(zhí)行條文規(guī)定，編制組編寫了《工業(yè)企業(yè)濕式氣柜技術(shù)規(guī)范》條文說明。本條文說明不具備與技術(shù)規(guī)范同等的法律效力，僅供使用者作為理解和把握技術(shù)規(guī)范規(guī)定的參考。PAGE1目次1總則2術(shù)語和符號2.1術(shù)語2.2符號3基本規(guī)定3.1氣柜的范圍3.2資格與職責(zé)3.3荷載3.4厚度3.5許用應(yīng)力3.6焊接接頭系數(shù)3.7構(gòu)件的長系比3.8設(shè)計(jì)壓力3.9工作壓力3.10設(shè)計(jì)溫度3.11工作溫度4材料4.1一般規(guī)定4.2鋼板4.3鋼管4.4型鋼4.5鍛件4.6鑄件4.7螺栓、螺柱和螺母4.8焊接材料4.9導(dǎo)輪、導(dǎo)軌的許用接觸應(yīng)力4.10導(dǎo)輪軸的彎曲許用應(yīng)力5結(jié)構(gòu)基本參數(shù)5.1徑高比λz5.2氣柜活動(dòng)節(jié)節(jié)數(shù)n5.3塔節(jié)間隙Δr5.4水封掛圈相關(guān)尺寸5.5水槽液位Hj45.6安全罩帽插入水中深度Lj15.7活動(dòng)節(jié)升起的極限高度Lj25.8有效容積V06設(shè)計(jì)基本參數(shù)6.1氣柜工作容積6.2氣柜工作壓力6.3儲(chǔ)存介質(zhì)特性6.4氣體進(jìn)出最大流量和進(jìn)出氣管的形式6.5氣象資料6.6地質(zhì)資料6.7相關(guān)條件6.8氣柜型式確定6.9氣柜選用條件表7基本結(jié)構(gòu)元件設(shè)計(jì)7.1水槽底板設(shè)計(jì)7.2水槽壁設(shè)計(jì)7.3水槽平臺(tái)設(shè)計(jì)7.4鐘罩頂設(shè)計(jì)7.5活動(dòng)塔節(jié)壁板設(shè)計(jì)7.6水封掛圈設(shè)計(jì)7.7活動(dòng)塔節(jié)底環(huán)設(shè)計(jì)7.8活動(dòng)塔節(jié)的內(nèi)立柱設(shè)計(jì)7.9導(dǎo)軌設(shè)計(jì)7.10導(dǎo)輪設(shè)計(jì)8附屬件設(shè)計(jì)8.1導(dǎo)氣管8.2配重設(shè)計(jì)8.3接管及開孔補(bǔ)強(qiáng)8.4水槽溢流裝置8.5梯子、平臺(tái)、欄桿8.6集水槽與齊平清掃孔8.7容積指示及容積控制8.8隔水槽設(shè)計(jì)8.9補(bǔ)水設(shè)計(jì)8.10防凍設(shè)計(jì)8.11防雷設(shè)計(jì)8.12阻火器8.13水封閘設(shè)計(jì)8.14基礎(chǔ)設(shè)計(jì)8.15防腐設(shè)計(jì)9鋼制低壓濕式氣柜的規(guī)格系列9.1容積規(guī)格系列9.2氣柜系列圖的允許荷載9.3氣柜系列使用限制條件10鋼制低壓濕式氣柜的選用10.1鋼制低壓濕式氣柜的容積確定10.2鋼制低壓濕式氣柜設(shè)計(jì)壓力的確定10.3氣柜允許工作壓力［P］的確定10.4設(shè)計(jì)荷載10.5儲(chǔ)存介質(zhì)的有關(guān)特性考慮10.6進(jìn)出氣管的尺寸和形式的考慮10.7防凍方案考慮10.8地基處理和氣柜基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的考慮10.9溢流裝置的考慮10.10配套部件11鋼制低壓濕式氣柜的制造、檢驗(yàn)技術(shù)要求11.1樣板制作11.2預(yù)制11.3組裝和焊接12鋼制低壓濕式氣柜的驗(yàn)收技術(shù)要求12.1基礎(chǔ)驗(yàn)收12.2施工過程中的焊接接頭質(zhì)量檢驗(yàn)12.3底板的嚴(yán)密性試驗(yàn)12.4水槽注水試驗(yàn)12.5充氣試驗(yàn)12.6間接氣密性試驗(yàn)12.7升降試驗(yàn)12.8氣柜的總體驗(yàn)收13氣柜的安全運(yùn)行管理13.1送氣操作13.2運(yùn)行監(jiān)控13.3停氣操作13.4特殊工況的操作附錄A風(fēng)荷載計(jì)算附錄B雪荷載計(jì)算附錄C氣柜抗震設(shè)計(jì)附錄D球形拱架設(shè)計(jì)附錄E導(dǎo)輪輪壓計(jì)算附錄F軸心受壓、壓彎構(gòu)件的穩(wěn)定性計(jì)算附錄G水槽基礎(chǔ)沉降觀測方法附錄H鋼制低壓濕式氣柜容積規(guī)格系列參數(shù)H.1一般規(guī)定H.2鋼制低壓濕式無外導(dǎo)架直升式氣柜系列H.3鋼制低壓濕式有外導(dǎo)架直升式氣柜系列H.4鋼制低壓濕式螺旋氣柜系列H.5氣柜設(shè)計(jì)條件表PAGE291總則1.0.1本條明確本規(guī)范的作用是：關(guān)于氣柜的設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)和驗(yàn)收等方面的要求。1.0.2本規(guī)范從幾個(gè)方面規(guī)定了適用的范圍：1設(shè)計(jì)壓力小于等于4000Pa的規(guī)定是基于該壓力能夠基本滿足絕大部分的工業(yè)企業(yè)和城市煤氣行業(yè)氣柜的考慮；對于工作壓力大于4000Pa的氣柜，本規(guī)定中的計(jì)算方法與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并非完全不適用，但應(yīng)綜合地考慮壓力的提升對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響。譬如對于單節(jié)的小型氣柜當(dāng)設(shè)計(jì)壓力超出本規(guī)范規(guī)定的，可參照本規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，但需要組織專家進(jìn)行設(shè)計(jì)和安全評估；2設(shè)計(jì)溫度范圍滿足我國氣柜建造地的各種環(huán)境溫度；對于風(fēng)、雪、地震等環(huán)境因素應(yīng)結(jié)合適宜的結(jié)構(gòu)型式的氣柜加以滿足。3根據(jù)化學(xué)工業(yè)實(shí)際應(yīng)用現(xiàn)狀，氣柜容積基本不超過50000m3，在城市煤氣等市政行業(yè)，其容積規(guī)格要較大，但超過100000m3規(guī)格的氣柜，如150000m3及其以上的超大型氣柜，實(shí)際建造數(shù)量較少，所以本規(guī)范將容積范圍確定為50m3~100000m3。1.0.3本規(guī)范從幾個(gè)方面規(guī)定了不適用于的范圍：1氣柜水槽采用非金屬材料是指混凝土水槽、磚石的地上或地下水槽等結(jié)構(gòu)，這已超出本規(guī)范的范圍。2規(guī)定不適用于盛裝毒性為極度危害或高度危害介質(zhì)，主要原因是當(dāng)氣柜出現(xiàn)漏氣或破封（指多節(jié)氣柜）時(shí)，如此大量有毒氣體的泄露造成的次生災(zāi)害帶來的危害更為嚴(yán)重，所以加以限制。當(dāng)設(shè)計(jì)人員采取了針對性的有效措施后，方可應(yīng)用，標(biāo)準(zhǔn)制定者建議在單節(jié)、有導(dǎo)架結(jié)構(gòu)中加以限制性采用，不建議用于其它結(jié)構(gòu)。1.0.4本條規(guī)定了氣柜設(shè)計(jì)的基本準(zhǔn)則。2術(shù)語和符號2.1術(shù)語為了方便設(shè)計(jì)、施工和管理，本規(guī)范給出了氣柜的常用術(shù)語的定義。術(shù)語定義力求照顧習(xí)慣并與其它相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的定義（如GB50341）盡可能保持一致，以避免造成概念上的混亂。2.2符號按照住建部《工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)編寫規(guī)定》，本規(guī)范將計(jì)算公式和圖中所示的符號分為三類：1作用和作用效應(yīng)；2幾何參數(shù)；3其它。所用符號盡可能與習(xí)慣用法一致。3基本規(guī)定3.1氣柜的范圍本條規(guī)定了通常氣柜柜體設(shè)計(jì)、施工的范圍，明確了分交界區(qū)，以便于驗(yàn)收和交付。分交范圍構(gòu)成：1氣柜與外部管道連接界面：第一道環(huán)向接頭坡口端面、第一個(gè)法蘭密封面等。2接管、人孔、手孔等的成型封頭、平蓋及緊固件。3氣柜的支承元件、開孔補(bǔ)強(qiáng)元件及其與殼體的連接焊接接頭等。4直接安裝在氣柜上的安全泄放裝置或安全指示裝置。3.2資格與職責(zé)1要求氣柜的設(shè)計(jì)單位和施工單位應(yīng)具備相應(yīng)的氣柜設(shè)計(jì)能力、施工能力及具有健全的質(zhì)量管理體系，避免不勝任的單位從事氣柜設(shè)計(jì)、施工工作，從源頭控制設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量。確保設(shè)備的安全性。2本條明確了設(shè)計(jì)單位的職責(zé)、施工單位的職責(zé)和施工修改的流程與批復(fù)。鑒于以往工程經(jīng)驗(yàn)，施工單位與設(shè)計(jì)單位在有些修改問題上難以達(dá)成統(tǒng)一的意見，并且施工單位有較豐富的經(jīng)驗(yàn)，為了便于推進(jìn)氣柜施工進(jìn)程，在本條中特別給予施工單位修改原設(shè)計(jì)的權(quán)利，同時(shí)規(guī)定：如施工單位自行修改原設(shè)計(jì)，應(yīng)取得施工單位技術(shù)負(fù)責(zé)人的批準(zhǔn)并應(yīng)承擔(dān)修改造成的風(fēng)險(xiǎn)。3本條規(guī)定施工單位在氣柜施工檢驗(yàn)和交付過程中應(yīng)遵守的原則和工作內(nèi)容等要求，有利于用戶的的接收。3.3荷載1氣柜設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的載荷有設(shè)計(jì)壓力、計(jì)算水槽的液柱靜壓力等。2根據(jù)GB50009－2006建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范計(jì)算氣柜承受的風(fēng)荷載和雪荷載。3根據(jù)GB50032－2003《室外給水排水和燃?xì)鉄崃こ炭拐鹪O(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定進(jìn)行氣柜地震荷載的計(jì)算。1）基于GB50032－2003《室外給水排水和燃?xì)鉄崃こ炭拐鹪O(shè)計(jì)規(guī)范》中明確規(guī)定了螺旋氣柜的抗震設(shè)計(jì)方法，經(jīng)過多年的運(yùn)行并未反映出安全危險(xiǎn)事故，因此本標(biāo)準(zhǔn)仍采用該規(guī)范規(guī)定的內(nèi)容進(jìn)行氣柜的抗震設(shè)計(jì)。2）規(guī)定了本標(biāo)準(zhǔn)適用于抗震設(shè)防烈度為6度至9度地區(qū)的氣柜設(shè)計(jì)。3）對于9度以上抗震設(shè)計(jì)，本標(biāo)準(zhǔn)只考慮一個(gè)沿主軸方向的水平方向地震荷載作用并未考慮豎向地震作用。這是因?yàn)樨Q向地震荷載作用在多節(jié)氣柜上，對水封槽的影響很大，極易造成水封槽破封使得氣體外泄，從而帶來后果嚴(yán)重的次生災(zāi)害，所以9度以上抗震設(shè)計(jì)需要設(shè)計(jì)者專門考慮豎向荷載作用，在此工況下不建議采用多節(jié)型式的氣柜，建議采用外導(dǎo)架型式的單節(jié)氣柜。4）對于地震設(shè)計(jì)烈度高于9度時(shí)的地震作用，因該參數(shù)發(fā)生的頻次較小且本標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的最小尺寸和型鋼截面規(guī)格等數(shù)據(jù)難以滿足，可由設(shè)計(jì)者按GB50032－2003《室外給水排水和燃?xì)鉄崃こ炭拐鹪O(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定進(jìn)行計(jì)算或?qū)ｉT地進(jìn)行研究與計(jì)算。4分別給出了氣柜設(shè)計(jì)需要考慮的活荷載：施工荷載、人員活動(dòng)荷載和踏步欄桿應(yīng)能承受的荷載等以及其取值大小。5氣柜設(shè)計(jì)中頂部殼體自重、配重塊重、水封掛圈內(nèi)水重荷載等應(yīng)記為恒荷載并給出取值大小。6本條規(guī)定了氣柜設(shè)計(jì)的荷載組合，根據(jù)荷載發(fā)生的頻次進(jìn)行組合，分不考慮抗震時(shí)的荷載組合和考慮抗震時(shí)荷載組合兩類，主要目的是既滿足了頻發(fā)工況的荷載，實(shí)現(xiàn)安全和經(jīng)濟(jì)的目的，又提供了免除破壞性大的荷載工況下的安全措施。3.4厚度本條規(guī)定了厚度附加量C、最小厚度δmin、計(jì)算厚度δc、設(shè)計(jì)厚度δd、名義厚度δn、有效厚度δe的定義、取值以及之間的關(guān)系，便于設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)元件的強(qiáng)度、剛度核算。3.5許用應(yīng)力本章節(jié)對氣柜主要用材：鋼板和受力型鋼的許用應(yīng)力確定和許用應(yīng)力值予以規(guī)定。3.6焊接接頭系數(shù)1本條列出了根據(jù)氣柜承壓部分的接頭型式和無損檢測要求確定的焊接接頭系數(shù)及其相應(yīng)的取值。2氣柜元件多采用局部無損檢測，但對于板厚大于和等于25mm的對接接頭和水槽的齊平清掃口組合件所在水槽壁板與相鄰水槽壁板的對接接頭，應(yīng)100%進(jìn)行射線檢測。3.7構(gòu)件的長細(xì)比根據(jù)GB5017—2003《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定，為保證氣柜構(gòu)件具有必要的剛度和穩(wěn)定性，按照氣柜構(gòu)件的受力狀況分主要受力構(gòu)件如拱架、立柱和梯梁等、次要受力構(gòu)件中如斜桿和扶欄等，將不同的主、次受力部件規(guī)定不同的允許長細(xì)比〔λ〕。4材料4.1一般規(guī)定氣柜儲(chǔ)存的介質(zhì)多為易燃易爆的氣體，由于容積較大，所以氣柜的安全性要求十分重要?？茖W(xué)合理地選用氣柜材料是氣柜設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。本章節(jié)要求在安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的前提下，選用氣柜材料應(yīng)關(guān)注的要點(diǎn)：1氣柜用鋼應(yīng)是焊接性良好的鋼材；2氣柜用鋼應(yīng)采用平爐、電爐或氧氣轉(zhuǎn)爐冶煉；3氣柜用鋼應(yīng)有鋼材質(zhì)量證明書，或?qū)︿摬倪M(jìn)行復(fù)驗(yàn)；4氣柜用鋼的使用溫度下限；5對鋼材有特殊要求等。4.2鋼板1給出氣柜常用牌號材料的鋼板使用工況及、許用應(yīng)力以及低溫工況的材料檢驗(yàn)要求。2氣柜與立式儲(chǔ)罐都為儲(chǔ)存設(shè)備，使用工況有較大的相似性，因此本規(guī)范對材料的規(guī)定吸納了GB50341《立式圓筒形鋼制焊接油罐設(shè)計(jì)規(guī)范》的材料選取思路，鋼板材料許用應(yīng)力值雷同。4.3鋼管1給出了氣柜常用牌號材料鋼管的允許使用工況范圍和鋼管的許用應(yīng)力值。2梯子、平臺(tái)及欄桿用鋼管可用GB/T3092《低壓流體輸送用焊接鋼管》的材料。3氣柜儲(chǔ)氣元件采用GB/T8162－2008《結(jié)構(gòu)用無縫鋼管》的鋼管時(shí)，該鋼管應(yīng)逐根作液壓試驗(yàn)。4.4型鋼1結(jié)構(gòu)型鋼應(yīng)符合GB/T700《碳素結(jié)構(gòu)鋼》和GB/T1591《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》的要求。2結(jié)構(gòu)型鋼的承重構(gòu)件不應(yīng)采用沸騰鋼。3低溫工況的承重構(gòu)件材料應(yīng)具有相應(yīng)的沖擊韌性。4本規(guī)范氣柜所常用牌號的結(jié)構(gòu)型鋼的許用應(yīng)力，符合本規(guī)范要求的其他碳素鋼和低合金鋼型鋼的許用應(yīng)力值按GB50017－2003《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中的3.4節(jié)的設(shè)計(jì)指標(biāo)確定。5螺旋導(dǎo)軌用的輕軌應(yīng)符合GB11264《輕軌》中的規(guī)定。4.5鍛件1規(guī)定了氣柜所用鍛件的標(biāo)準(zhǔn)和鍛件的許用應(yīng)力值。2氣柜所用鍛件級別原則上為Ⅱ級，如果因介質(zhì)性質(zhì)或其他原因需要選用更高級別，由設(shè)計(jì)者在圖樣上注明。4.6鑄件1本規(guī)范給出氣柜常用鑄鐵件的牌號、壁厚規(guī)格和最小抗拉強(qiáng)度。2本規(guī)范給出氣柜常用鑄鋼件的牌號和材料的機(jī)械性能。4.7螺栓、螺柱和螺母1氣柜的一般部件的連接，采用商品級螺栓和螺母。2氣柜的重要連接部位（如管道、人孔法蘭的連接等）的連接，應(yīng)采用專用級的螺柱和螺母；螺柱和螺母的標(biāo)準(zhǔn)、使用狀態(tài)及許用應(yīng)力按表4.7－2的規(guī)定。4.8焊接材料1規(guī)定了氣柜用焊接材料應(yīng)符合的材料標(biāo)準(zhǔn)。2規(guī)定了氣柜用焊接材料質(zhì)量證明文件、復(fù)驗(yàn)要求。3氣柜的焊接材料的選用應(yīng)依據(jù)NB/T47015(JB/T4709)《壓力容器焊接規(guī)程》中的規(guī)定。4.9導(dǎo)輪、導(dǎo)軌的許用接觸應(yīng)力1本規(guī)范給出導(dǎo)輪材料常用30號、40號、50號普通優(yōu)質(zhì)碳素鋼或相等的碳素鋼鑄鋼材料與的導(dǎo)軌的許用接觸應(yīng)力〔σHP〕值。2當(dāng)采用表面處理方法，使得導(dǎo)輪其踏面硬度超出表4.9.2所列數(shù)值時(shí)，給出了許用接觸應(yīng)力按式(4.9.3-1)、(4.9.3-2)計(jì)算的公式。4.10導(dǎo)輪軸的彎曲許用應(yīng)力1本規(guī)范給出導(dǎo)輪軸常用材料的強(qiáng)度指標(biāo)：彎曲許用應(yīng)力和許用剪切應(yīng)力值。2導(dǎo)輪軸的彎曲許用應(yīng)力〔σw〕按：.靜應(yīng)力〔σw〕Ⅰ和脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力〔σw〕Ⅱ兩種工況；對于交變循環(huán)工況，由于氣柜升降頻率很小，未予以考慮。5結(jié)構(gòu)基本參數(shù)5.1徑高比λz1氣柜的徑高比λz是指氣柜的水槽直徑與水槽底板距拱頂?shù)目偢咧?。本條款給出了氣柜的徑高比λz的推薦值。2氣柜的徑高比λz的取值，根據(jù)氣柜型式分類：無外導(dǎo)架氣柜和螺旋氣柜的徑高比λz，取值應(yīng)偏大，既氣柜呈矮胖型；外導(dǎo)架直升式氣柜的徑高比λz，取值應(yīng)偏小，既氣柜呈瘦高型。3氣柜的徑高比λz的取值，按照氣柜大小和塔節(jié)數(shù)分類：小型、單節(jié)氣柜其高比λz可以取較小值；大中型、多節(jié)氣柜其徑高比λz可以取較大值。4氣柜的徑高比λz的取值，在考慮氣象、地震情況時(shí)，風(fēng)荷載、地震荷載較大時(shí)其徑高比λz可以取較大值。這是基于不同型式的氣柜的抗外部荷載能力和自身穩(wěn)定特征考慮的。3本條款規(guī)定校核最大進(jìn)氣、出氣速度νmax是期望穩(wěn)定運(yùn)行，降低氣柜升降過程中產(chǎn)生卡、阻現(xiàn)象的幾率。5.2氣柜活動(dòng)節(jié)節(jié)數(shù)n1氣柜活動(dòng)節(jié)節(jié)數(shù)可以根據(jù)氣柜的容積和徑高比來確定，但需要滿足水槽高度不大于10m的規(guī)定，本條款考慮的主要因素是：水槽高度偏高將造成施工難度加大，同時(shí)也對地基承載能力提出較高的要求。2根據(jù)多年氣柜成功運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)，按公稱容積規(guī)格將氣柜的活動(dòng)節(jié)節(jié)數(shù)n分為1節(jié)、2節(jié)、3節(jié)和4節(jié)共4種規(guī)格；這些活動(dòng)節(jié)節(jié)數(shù)必須與適宜的結(jié)構(gòu)型式的氣柜相結(jié)合，才能保證安全合理。5.3塔節(jié)間隙Δr1氣柜塔節(jié)間隙Δr的確定，需要考慮氣柜施工的便利和活動(dòng)塔節(jié)底部水封掛圈的強(qiáng)度。2外導(dǎo)架氣柜是直升式氣柜，升降速度較快，將產(chǎn)生較大的附加荷載，因此Δr取較小值450㎜或更?。粚τ诼菪龤夤裆邓俣容^慢，產(chǎn)生的附加荷載較小，加之容積規(guī)格通常較大，為了方便施工，通常取Δr=500㎜。3對于無外導(dǎo)架氣柜，因?yàn)槭菃喂?jié)氣柜，所以塔節(jié)間隙Δr取較小值450㎜，如果施工許可的話，可以取更小的間隙值。5.4水封掛圈相關(guān)尺寸1水封掛圈是氣柜的重要部件，因此對各個(gè)相關(guān)尺寸進(jìn)行了詳盡的描述和規(guī)定，力圖使設(shè)計(jì)人員正確理解和合理確定水封掛圈的尺寸。2下掛圈溢流孔的總面積F是通過算式確定的，通常對于升降速度較快的氣柜，水封合封時(shí)水面波動(dòng)大，F(xiàn)值取小值，延長水面溢流時(shí)間，保證掛圈中提升有期望的水位；反之，F(xiàn)值可取偏大的值。3水封的驗(yàn)算工況必須包括：水封合封前、水封合封但未加載、水封合封并已加載、水封卸載、水封脫封等氣柜升起和降落的全部操作過程，這些工況都是考核水封波動(dòng)極限范圍的。5.5水槽液位Hj41水槽溢流面至水槽平臺(tái)頂面的距離Hj4應(yīng)考慮水槽的不均勻沉陷和建柜地區(qū)降雨強(qiáng)度等因素。2本條款基于水槽的不均勻沉陷因素，推薦Hj4≥100mm；對于降雨強(qiáng)度因素應(yīng)結(jié)合溢流口數(shù)量綜合確定，一般Hj4不超過200mm。5.6安全罩帽插入水中深度Lj11安全罩帽插入水中深度Lj1的正確與否，直接影響鐘罩能否合理降落。如果Lj1取值過大，則鐘罩很難落地，如果Lj1取值過小，則起不到對鐘罩的安全保護(hù)的作用。因此本條款對Lj1尺寸的確定以及相對位置，采用公式和插圖予以詳盡介紹。2需要注意的是Lj1的算式中的必須是鐘罩開始升起時(shí)柜內(nèi)的氣體壓力，而不是氣柜設(shè)計(jì)壓力或工作壓力。5.7活動(dòng)節(jié)升起的極限高度Lj21活動(dòng)節(jié)升起的極限高度Lj2是確保氣柜全升起時(shí)還處在安全的高度范圍，本條款給出詳盡的Lj2的計(jì)算式和示意圖，使得設(shè)計(jì)人員能夠準(zhǔn)確理解條款的意圖。2活動(dòng)節(jié)升起的極限高度Lj2的計(jì)算式Lj2=式中的Ps是指設(shè)計(jì)壓力（或最高工作壓力）。3活動(dòng)節(jié)底液位f，基于多年的使用經(jīng)驗(yàn)取100㎜～150㎜。5.8有效容積V01公式(5.8.2)計(jì)算的氣柜有效容積V0主要提供用戶正常使用過程中，氣柜全升起過程中能夠輸出氣體的有效的最大容積量。2安全罩帽插入深度Lj1和最下一節(jié)活動(dòng)節(jié)升至極限位置時(shí)的活動(dòng)節(jié)底的液位f等因素均影響氣柜的有效容積。6設(shè)計(jì)基本參數(shù)6.1氣柜工作容積本條款給出氣柜的工作容積的確定原則，從化工行業(yè)、供氣連續(xù)性情況和城市煤氣行業(yè)的常用做法，給出氣柜設(shè)計(jì)人員確定容積的推薦依據(jù)。6.2氣柜工作壓力1氣柜工作壓力通常由氣體輸配管網(wǎng)的要求所決定的。氣柜的配重塊設(shè)置只是實(shí)現(xiàn)工作壓力的措施。2當(dāng)鐘罩剛剛脫離水槽底板上墊梁時(shí)的最小工作壓力Pmin,和氣柜各活動(dòng)節(jié)升至最大高度的最大工作壓力Pmax顯示氣柜的工作壓力波動(dòng)范圍，設(shè)計(jì)者必須注意，實(shí)際管網(wǎng)要求的壓力范圍是否符合，否則氣柜難以正常工作。6.3儲(chǔ)存介質(zhì)特性儲(chǔ)存介質(zhì)的有關(guān)特性包括重度、腐蝕性等對氣柜的有關(guān)配置設(shè)置和檢驗(yàn)要求體現(xiàn)在以下方面：如介質(zhì)的腐蝕性確定氣柜設(shè)計(jì)的腐蝕裕量；如介質(zhì)的重度對配重塊數(shù)量的影響；如介質(zhì)在水中的溶解特性確定水槽隔離液的設(shè)置與否；介質(zhì)的毒性對制造檢驗(yàn)要求和柜體結(jié)構(gòu)型式的選取等。6.4氣體進(jìn)出最大流量和進(jìn)出氣管的形式1進(jìn)出的最大流量用以確定進(jìn)出氣管的截面尺寸。氣體流速過快可能造成壓力降過大；反之，將使得進(jìn)出氣管尺寸過大。2進(jìn)出氣管進(jìn)入氣柜的型式是指側(cè)面進(jìn)氣、底部進(jìn)氣、導(dǎo)氣管采用褲衩管還是圓管等，同時(shí)進(jìn)出氣管進(jìn)入氣柜的型式還取決于用戶對氣柜操作習(xí)慣與對氣柜管理便利等因素，不同的導(dǎo)氣管系數(shù)，將決定水槽的高度。6.5氣象資料建柜地區(qū)的氣象資料包括基本風(fēng)壓值、基本雪壓、建柜地區(qū)冬季空氣調(diào)節(jié)室外計(jì)算溫度、建柜地區(qū)降雨強(qiáng)度等，應(yīng)當(dāng)由用戶設(shè)計(jì)氣柜時(shí)提供，如用戶不能提供，也可按照本規(guī)范給出的數(shù)據(jù)值，作為氣柜設(shè)計(jì)的重要參考依據(jù)。6.6地質(zhì)資料建柜地區(qū)的地質(zhì)資料包括地震設(shè)防設(shè)計(jì)烈度、地基的工程地質(zhì)條件等，用以確定地震荷載及氣柜基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，氣柜設(shè)計(jì)時(shí)必須由用戶提供。6.7相關(guān)條件完整收集到氣柜設(shè)計(jì)的相關(guān)條件，可以為用戶提供較為完善的氣柜運(yùn)行功能，如加熱裝置、阻火器、自動(dòng)放空裝置等附屬件設(shè)置。6.8氣柜型式確定1氣柜依據(jù)導(dǎo)軌的形式分螺旋導(dǎo)軌、外導(dǎo)架直導(dǎo)軌、無外導(dǎo)架直導(dǎo)軌共3種型式，在實(shí)際工程應(yīng)用中，用戶往往要求的氣柜型式并不合適，設(shè)計(jì)人員由于經(jīng)驗(yàn)等因素難以確定正確型式導(dǎo)軌氣柜，因此本條款給出氣柜的特點(diǎn)介紹。2三種氣柜主要特點(diǎn)分別為：螺旋導(dǎo)軌：廣泛用于大、中型氣柜，抗傾覆性能一般。外導(dǎo)架直導(dǎo)軌：適用于大、中、小型氣柜，抗傾覆性能好，尤其適用于高風(fēng)荷載地區(qū)和高烈度地震區(qū)。無外導(dǎo)架直導(dǎo)軌：僅用于中、小型單節(jié)氣柜，抗傾覆性能較差。3設(shè)計(jì)人員務(wù)必考慮實(shí)際工況、綜合權(quán)衡，確定合適的型式。6.9氣柜選用條件表1本條款給出統(tǒng)一的氣柜選用條件表，用戶可以根據(jù)實(shí)際要求填寫選用條件表。2氣柜設(shè)計(jì)人員將依據(jù)條件表規(guī)定的需求，收集數(shù)據(jù)，不會(huì)漏項(xiàng)。7基本結(jié)構(gòu)元件設(shè)計(jì)7.1水槽底板設(shè)計(jì)1水槽底板中幅板的最小公稱厚度國內(nèi)外各主要規(guī)范關(guān)于罐底板的最小公稱厚度為：如美國API650規(guī)定為：1/4″(6mm)不包括腐蝕裕量；如我國GB50341規(guī)定為：水槽內(nèi)徑（m）中幅板最小公稱厚度（mm）Di≤105Di＞106參考國內(nèi)外等標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合氣柜的特點(diǎn)，按照1000m3規(guī)格劃分，既以16m分界來確定中幅板的最小公稱厚度。水槽內(nèi)徑（m）中幅板最小公稱厚度（mm）Di<165Di≥1662水槽底板外圈板的最小公稱厚度關(guān)于罐底板的最小公稱厚度確定，國內(nèi)外的一些主要規(guī)范如美國API650、英國BS2654是以考慮水槽底圈板的厚度來確定底板外圈板最小公稱厚度；我國GB50341規(guī)定：底板外圈板最小公稱厚度按下表。水槽底圈板公稱厚度（mm）底板外圈板最小公稱厚度（mm）≤667-10711-20921-251126-3012≥3014本氣柜標(biāo)準(zhǔn)對底板外圈板的最小公稱厚度的確定也與其相同。3底圈罐壁外表面沿徑向至邊緣板外緣的距離1）國內(nèi)外的標(biāo)準(zhǔn)對邊緣板外緣的距離的規(guī)定大同小異，美國API650、我國GB50341規(guī)定為：最小距離應(yīng)按下式計(jì)算值：式中：tb──底板環(huán)形邊緣板的厚度；Hw──設(shè)計(jì)最高液位，m；ρ──儲(chǔ)液相對密度。2）美國API650規(guī)定且不應(yīng)小于500mm，而我國GB50341規(guī)定且不應(yīng)小于600mm。本標(biāo)準(zhǔn)與GB50341規(guī)定相同。7.2水槽壁設(shè)計(jì)1水槽壁板厚度計(jì)算美國API650和我國GB50341規(guī)范對罐壁的計(jì)算公式基本相同，都采用“定點(diǎn)法”，也稱“1英尺法”，罐壁的計(jì)算取以下兩式計(jì)算的大值：δi=δi=式中：hi──所計(jì)算的圈板底邊至水槽溢流堰頂面（或水草平臺(tái)頂面）的垂直高度，m；D──水槽直徑，m；──壁板材料設(shè)計(jì)工況的許應(yīng)用力，MP；──壁板材料水試工況的許應(yīng)用力，MP；Φ──焊縫系數(shù)；C──壁厚附加量，㎜。對于氣柜的水槽結(jié)構(gòu)和大型立式罐基本相同，本規(guī)范也采用“定點(diǎn)法”計(jì)算水槽壁厚度；同時(shí)，對氣柜來說水槽的設(shè)計(jì)工況和水試工況基本一樣，所以，本規(guī)范采用的厚度計(jì)算為設(shè)計(jì)工況。2水槽壁板最小公稱厚度各國規(guī)范對罐壁板最小公稱厚度的規(guī)定為：1）美國API650：罐的公稱直徑（英尺）罐壁板最小公稱厚度（英寸）D＜503/1650≤D＜1201/4120≤D≤2005/16D＞2003/82）日本JISB8501：罐內(nèi)徑（m）罐壁板最小公稱厚度（mm）D≤164.516＜D≤35635＜D≤608D＞60103）我國GB50341規(guī)范：罐內(nèi)徑（m）罐壁板最小公稱厚度（mm）D＜15515≤D＜36636≤D≤608D＞6010本氣柜規(guī)范，考慮到氣柜系列從50m3到10萬m3容積規(guī)格的巨大差距和直徑的巨大差距，在小容積規(guī)格增加了一個(gè)直徑檔次和4mm的壁厚檔次，體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性與合理性；同時(shí)按照氣柜的容積規(guī)格大小，確定來適合氣柜的直徑與最小壁厚檔次，詳見下表。氣柜容積Vm3水槽直徑Dm壁板最小厚度mmV≤400D≤124400＜V≤100012＜D≤1651000＜V≤1000016＜D≤30610000＜V≤5000030＜D≤608V＞50000D＞60103水槽壁板結(jié)構(gòu)1罐壁板的縱向焊接接頭、環(huán)向焊接接頭的接頭型式通常采用圖示的單面接頭和雙面接頭，具體采用何種接頭，應(yīng)根據(jù)施工單位的焊接工藝和板材厚度等因素，但必須保證全焊透。2氣柜水槽壁承受氣柜導(dǎo)輪的外力，在水槽外壁設(shè)置外壁柱目的是將外力傳遞盡到可能多的罐壁承受，因此外壁柱必須設(shè)置在導(dǎo)輪正下方。7.3水槽平臺(tái)設(shè)計(jì)1抗風(fēng)圈的設(shè)置是為了增強(qiáng)水槽上口的強(qiáng)度和剛度，以達(dá)到抵御設(shè)計(jì)荷載的目的。2通過對風(fēng)荷載的破壞分析：瞬間強(qiáng)風(fēng)不一定能使罐壁彎塌，如果發(fā)生強(qiáng)度破壞是需要有能量積蓄的時(shí)間。因此，抗風(fēng)圈最小截面模數(shù)的計(jì)算公式是采用10min平均風(fēng)壓作用下，滿足強(qiáng)度條件來確定的。3如果依靠水槽頂部平臺(tái)作為抗風(fēng)圈難以滿足設(shè)計(jì)風(fēng)荷載的要求時(shí)，可以在水槽壁中部設(shè)置中間抗風(fēng)圈，可以按照美國API650規(guī)定確定。7.4鐘罩頂設(shè)計(jì)1自支撐圓拱罩頂設(shè)計(jì)1）自支撐式的鐘罩罩頂采用的是球形罩頂結(jié)構(gòu)；小型氣柜的罩頂采用光殼球拱結(jié)構(gòu)；中型氣柜的罩頂宜采用帶肋的球拱結(jié)構(gòu)。2）鐘罩球拱的結(jié)構(gòu)型式與美國API650、我國GB50341等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定相似，規(guī)定：鐘罩球拱球的曲率半徑取為鐘罩內(nèi)徑的1.2倍，起拱角為24

°37′28″。3）球拱罩應(yīng)能承受組合荷載為：內(nèi)部氣體壓力的作用及外部荷載（如鋼板呆重、施工荷載等）的作用。4）頂板的最小厚度一般取4mm，當(dāng)考慮到儲(chǔ)存介質(zhì)的腐蝕作用較大時(shí)，可取最小壁厚不小于5mm，也可取更大值。2球形拱架支承的罩頂設(shè)計(jì)1）球形拱架支承的罩頂結(jié)構(gòu)適用于各種直徑的鐘罩，尤其當(dāng)直徑較大時(shí)應(yīng)采用此種結(jié)構(gòu)，也可采用其他型式的支承式罩頂結(jié)構(gòu)。2）罩頂拱高f與鐘罩內(nèi)徑D1之比一般取1/15，即拱頂球面半徑R＝1.908D1；鐘罩直徑較大時(shí)，也可適當(dāng)減小R與D1之比；這種規(guī)定的主要目的是：節(jié)省拱頂?shù)暮牟暮徒档凸绊斔罋鈱拥捏w積。3）罩頂鋼板厚度應(yīng)能承受內(nèi)部氣體壓力的作用及腐蝕的要求；規(guī)定罩頂鋼板的最小厚度應(yīng)不小于4㎜是確保罩頂在雷擊時(shí)頂板能夠作為接閃器的最小厚度。4）對于大型氣柜，建柜地需要考慮風(fēng)壓對罩頂頂板的厚度δ影響時(shí)，在厚度計(jì)算公式中引入風(fēng)壓對鐘罩產(chǎn)生的吸引壓力Ww，Ww值由附錄A.6規(guī)定進(jìn)行計(jì)算。5）球形拱架的設(shè)計(jì)重點(diǎn)是考慮構(gòu)件的強(qiáng)度與穩(wěn)定性校核對結(jié)構(gòu)的要求，詳見附錄D的規(guī)定。6）球形拱架各構(gòu)件的連接應(yīng)遵照GB50017－2003《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定。3頂板的連接設(shè)計(jì)1）罩頂板的拼接可采用對接和搭接，為防止搭接縫內(nèi)積存凝結(jié)液，應(yīng)將處于低位置的板，搭在高位置的板之上。2）自支撐的罩頂板與肋條之間在防腐需要時(shí)可采用連續(xù)焊；肋條不與包邊角鋼及鐘罩上帶板焊接，以便降低邊緣的剛度，增加變形協(xié)調(diào)。3）帶拱架的頂板與拱架之間不需焊接，在工作工況下，使得柔性的頂板承擔(dān)全部內(nèi)壓。4罩頂邊環(huán)設(shè)計(jì)1）氣柜的罩頂邊環(huán)結(jié)構(gòu)與美國API650、我國GB50341等立式儲(chǔ)罐標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想不同，罩頂邊環(huán)結(jié)構(gòu)應(yīng)保證罩頂不得破裂，因此規(guī)定的鐘罩頂?shù)倪叚h(huán)結(jié)構(gòu)均是強(qiáng)頂結(jié)構(gòu)。2）邊環(huán)結(jié)構(gòu)中的邊緣板受力環(huán)境較為惡劣，需承受上部配重塊的壓力荷載以及邊緣應(yīng)力，所以增加邊緣板的厚度值要較鐘罩中心板的厚度要厚；邊緣板的焊接采用全焊透的對接結(jié)構(gòu)。3）為保證邊環(huán)結(jié)構(gòu)的安全性，本規(guī)范規(guī)定包邊角鋼的最小尺寸，該規(guī)定值經(jīng)過了多年的成熟工程經(jīng)驗(yàn)的驗(yàn)證。7.5活動(dòng)塔節(jié)壁板設(shè)計(jì)1上、下帶板承受著邊緣局部應(yīng)力，因此增加帶板的厚度，并在結(jié)構(gòu)上保證上、下帶板有一定寬度。2塔節(jié)的中間帶板的壁厚計(jì)算，對于大型氣柜和高風(fēng)壓地區(qū)，可以考慮風(fēng)荷載對塔壁的影響，按附錄A.7規(guī)定計(jì)算。7.6水封掛圈設(shè)計(jì)1本規(guī)范給出的水封掛圈的結(jié)構(gòu)型式，對于小型氣柜可以利用掛圈自身的剛性，對于大、中型氣柜，則需采用帶加強(qiáng)元件的掛圈結(jié)構(gòu)，確保掛圈能夠正常工作。2式7.6.2驗(yàn)算水封掛圈水平板的彎曲強(qiáng)度，對于大、中型氣柜也可計(jì)入加強(qiáng)肋的承載作用，將加強(qiáng)肋的面積等效地加入到板厚t中。7.7活動(dòng)塔節(jié)底環(huán)設(shè)計(jì)1最下一節(jié)活動(dòng)塔節(jié)的剛度，由底環(huán)的剛性承擔(dān)。底環(huán)的設(shè)計(jì)計(jì)算，可按雙鉸圓拱承受受均布外壓的穩(wěn)定模式確定，本規(guī)范更多的考慮是成熟的工程使用經(jīng)驗(yàn)，給出的表7.7.1底塔下部底環(huán)所需的最小慣性距要求，就是吸收多年氣柜設(shè)計(jì)和使用檢驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)得來的。2底環(huán)的慣性矩是指包括加強(qiáng)環(huán)及距加強(qiáng)環(huán)焊縫16倍壁厚的下帶板在內(nèi)的面積對中性軸x-x的慣性軸，底環(huán)所需要的最小慣性矩不宜小于表7.7.1中的推薦值。3底環(huán)可以焊接，但焊接的對接焊縫必須保證全焊透。7.8活動(dòng)塔節(jié)的內(nèi)立柱設(shè)計(jì)1內(nèi)立柱一般采用工字鋼、槽鋼、角鋼等型鋼制作或拼接組合型鋼截面。當(dāng)立柱兼作內(nèi)導(dǎo)軌時(shí)，通常采用工字鋼制作。2用作立柱的型鋼，需要考慮介質(zhì)的雙面腐蝕，規(guī)定型鋼各部分的最小厚度不應(yīng)小于5mm。3立柱與塔壁的上、下帶板需要焊接，但與塔壁的薄壁板壁不得焊接。4兼作內(nèi)導(dǎo)軌的立柱，立柱設(shè)計(jì)還應(yīng)遵照第7.9節(jié)的有關(guān)規(guī)定。5內(nèi)立柱承受軸向壓力，需要進(jìn)行內(nèi)立柱的強(qiáng)度和穩(wěn)定性校核，其中立柱計(jì)算長度Lc可以通過設(shè)置中間支承圈，縮短Lc的大小，從而提高立柱的穩(wěn)定性。7.9導(dǎo)軌設(shè)計(jì)1螺旋氣柜的導(dǎo)軌設(shè)計(jì)1）螺旋氣柜的導(dǎo)軌采用輕軌彎成成螺旋形軌道，受力狀態(tài)分析和承載計(jì)算較為復(fù)雜，但考慮到立柱對導(dǎo)軌的支持作用，導(dǎo)軌計(jì)算長度不大，因此吸取以往成熟的工程經(jīng)驗(yàn)，規(guī)定螺旋導(dǎo)軌的軌道型式與容積規(guī)格的配置。2）螺旋導(dǎo)軌期望采用整根輕軌，如果導(dǎo)軌供貨有困難，只能夠采用導(dǎo)軌拼接時(shí)，應(yīng)考慮高碳鋼的焊接工藝，焊前要預(yù)熱，焊后要保溫，并保證焊接接頭全焊透。2外導(dǎo)架直升式氣柜的導(dǎo)軌設(shè)計(jì)1）外導(dǎo)架立柱的根數(shù)n的確定應(yīng)滿足式7.9.2－1的要求，主要是保證環(huán)梁、拉桿、斜撐等橫向拉結(jié)構(gòu)間不阻礙活動(dòng)塔節(jié)的升降。2）外導(dǎo)架立柱一般采用工字鋼制作，對于大型氣柜外導(dǎo)架高度很大，為了增強(qiáng)立柱的剛度，常采用圖7.9.2－5所示的格架式組合構(gòu)件。3）外導(dǎo)架立柱與水槽外壁的連接通常焊接在水槽外壁上，為了避免立柱的荷載對水槽角鋼的過度影響，規(guī)定立柱在水槽上的連接長度應(yīng)大于水槽高度的三分之一。3無外導(dǎo)架直升式氣柜的外導(dǎo)軌設(shè)計(jì)1）無外導(dǎo)架直升式氣柜的外導(dǎo)軌一般采用工字鋼或工字鋼與槽鋼組合構(gòu)件；鐘罩的外導(dǎo)軌應(yīng)與鐘罩的內(nèi)立柱對稱布置，以增強(qiáng)外導(dǎo)軌的強(qiáng)度與剛度。2）無外導(dǎo)架直升式氣柜的外導(dǎo)軌強(qiáng)度計(jì)算，其計(jì)算組合截面模量W，應(yīng)計(jì)入外導(dǎo)軌與立柱并包括每邊16倍墊板厚度在內(nèi)的壁板的影響。4直升式氣柜的內(nèi)導(dǎo)軌設(shè)計(jì)1）內(nèi)導(dǎo)軌有兩種型式：對于無外導(dǎo)架式氣柜，由于該氣柜僅用于小型單節(jié)氣柜，只有水槽壁內(nèi)側(cè)的導(dǎo)軌型式。對于外導(dǎo)架直升式氣柜，其內(nèi)導(dǎo)軌有活動(dòng)塔節(jié)內(nèi)側(cè)的導(dǎo)軌和水槽內(nèi)側(cè)的導(dǎo)軌2種型式。2）水槽內(nèi)導(dǎo)軌一般采用圖7.9.4－1所示的槽鋼與連接板焊接在水槽壁上，固定內(nèi)導(dǎo)軌的連接板的間距l(xiāng)c通常取不等間距，上部間距小，下部間距大。3）活動(dòng)塔節(jié)內(nèi)導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)通常采用圖7.9.4－2所示工字鋼與筋板連接結(jié)構(gòu)，導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)與施工過程中需要嚴(yán)格限制型鋼截面的高度，以免妨礙活動(dòng)塔節(jié)的升降。7.10導(dǎo)輪設(shè)計(jì)1螺旋氣柜的導(dǎo)輪組設(shè)計(jì)1）導(dǎo)輪應(yīng)具有較高的耐磨性和接觸強(qiáng)度，要求其表面硬度HB≥320；如果導(dǎo)輪材料采用45號普通優(yōu)質(zhì)碳素鋼，也可選用ZG270－500、ZG340－640牌號或碳素鋼鑄鋼件，難以有較高的硬度值時(shí)，導(dǎo)輪與軸也可采用可拆式但連接可靠的聯(lián)接型式。2）導(dǎo)輪組安裝在水槽平臺(tái)或水封掛圈處，為保證水槽上沿或水封掛圈的剛度，需對該部位進(jìn)行必要的如圖7.10.1－3、圖7.10.1－4所示結(jié)構(gòu)的局部加強(qiáng)。2直升氣柜的導(dǎo)輪設(shè)計(jì)直升氣柜導(dǎo)輪的設(shè)計(jì)、制造、安裝要求同螺旋導(dǎo)輪。8附屬件設(shè)計(jì)本章節(jié)給出的附屬件設(shè)計(jì)，主要作用是給從事氣柜設(shè)計(jì)的主導(dǎo)專業(yè)——工藝，對氣柜附屬物設(shè)計(jì)、選用時(shí)提出條件的依據(jù)，對于氣柜設(shè)計(jì)人員有著指導(dǎo)作用。從事附屬件設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)遵守相關(guān)規(guī)定。8.1導(dǎo)氣管1導(dǎo)氣管分為進(jìn)氣管和出氣管兩種。對于需要在管網(wǎng)中通過氣柜實(shí)現(xiàn)介質(zhì)的儲(chǔ)存、緩沖時(shí)，進(jìn)出氣可以共用一根導(dǎo)氣管；當(dāng)要求氣體在柜內(nèi)作適當(dāng)混合勻質(zhì)時(shí)，通常將進(jìn)氣管和出氣管分布在對面的位置上，增長混合的時(shí)間。2導(dǎo)氣管的側(cè)壁進(jìn)入方式和底部進(jìn)入方式優(yōu)缺點(diǎn)各有不同：1)側(cè)壁進(jìn)入方式的優(yōu)點(diǎn)是：檢查和維修管理十分方便；缺點(diǎn)是：一般會(huì)導(dǎo)致水槽的高度需要適當(dāng)?shù)靥岣?，增加柜體制造成本，而且需要驗(yàn)算導(dǎo)氣管的強(qiáng)度與剛度。2)底部進(jìn)入方式的優(yōu)點(diǎn)是：水槽高度較低，可以減少風(fēng)荷載等荷載的影響作用，降低建柜費(fèi)用；缺點(diǎn)是：進(jìn)出下部閥門井進(jìn)行例行檢查時(shí)，應(yīng)注意內(nèi)部不流通氣體的危害成分含量，防止運(yùn)行管理人員中毒現(xiàn)象發(fā)生。8.2配重設(shè)計(jì)1配重的設(shè)計(jì)與計(jì)算需要在氣柜活動(dòng)部件設(shè)計(jì)完成后才能最終確定；基于費(fèi)用節(jié)省考慮，上配重塊采用混凝土的材質(zhì)；對于大型氣柜且壓力高時(shí)，上配重塊件數(shù)較多，在鐘罩平臺(tái)上需要堆放2層或更多層，如果期望減少上配重塊的件數(shù)時(shí)，可以使用鑄鐵材料。2上、下配重塊的分配原則上、下配重塊的重量分配比例原則為：對于單節(jié)氣柜：上配重塊與下配重塊重量比例為1：1；對于多節(jié)氣柜：上配重塊與下配重塊重量比例為1：2。主要是希望活動(dòng)節(jié)的重心下置，因此如果下部結(jié)構(gòu)空間許可，下配重塊的配置比例可以適當(dāng)提高，但應(yīng)保證上配重塊對氣壓仍可以起到最終的調(diào)節(jié)作用。8.3接管及開孔補(bǔ)強(qiáng)1殼壁上的接管（包括人孔）其開孔的補(bǔ)強(qiáng)按等面積法進(jìn)行計(jì)算，結(jié)構(gòu)形式和制造要求與GB150《鋼制壓力容器》、GB50341《立式圓筒形鋼制焊接油罐設(shè)計(jì)規(guī)范》和美國API650等標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定相同。2水槽壁上的人孔布置一般應(yīng)與各活動(dòng)節(jié)上的人孔貫通，在氣柜施工或檢修中，方便人員的進(jìn)出；當(dāng)水槽墊梁較高時(shí)，也可將水槽壁上的人孔限制在墊梁較高度以下，在此情況下，各活動(dòng)節(jié)塔壁的人孔在評估需求的功能后，可以保留或取消。8.4水槽溢流裝置1水槽溢流裝置作用是保證水槽內(nèi)過量的水能夠及時(shí)通過溢流口排出，考慮的工況主要是指：水槽內(nèi)過量的補(bǔ)充水、防凍蒸汽冷凝水、雨水、由于柜內(nèi)壓力增加而需排出的水等。2溢流裝置配置基本采用2~3個(gè)或以上，沿圓周布置，盡可能減少排水漫過水槽平臺(tái)的情形發(fā)生。3在溢流裝置下方，水槽基礎(chǔ)周圍應(yīng)設(shè)置排水溝，保證氣柜周圍環(huán)境干燥，便于維護(hù)。8.5梯子、平臺(tái)、欄桿氣柜的梯子、平臺(tái)和欄桿需要滿足本規(guī)范規(guī)定，同時(shí)還應(yīng)符合GB4053《固定式鋼梯及平臺(tái)安全技術(shù)要求》和《工業(yè)防護(hù)欄桿及鋼平臺(tái)》中的相關(guān)規(guī)定，并且按照內(nèi)容嚴(yán)格的條款執(zhí)行，杜絕發(fā)生安全事故。8.6集水槽與齊平清掃孔1集水槽水槽底板上設(shè)置的集水槽的結(jié)構(gòu)分：圖8.6.1-1所示普通型和圖8.6.1-2所示抗震型2種，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)實(shí)際需要選用。2齊平清掃孔1采用齊平清掃孔可以避免集水槽結(jié)構(gòu)存在的排水管易堵、不易排凈現(xiàn)象，但齊平清掃孔的結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)較為復(fù)雜，應(yīng)進(jìn)行特殊的開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。2美國API650給出4種規(guī)格齊平清掃孔：8×16″、24×24″、36×48″、48×48″，考慮到氣柜的實(shí)際需要和以往的使用經(jīng)驗(yàn)，確定前3種的相似規(guī)格。8.7容積指示及容積控制1氣柜的容積指示裝置通常采用刻度標(biāo)記和自動(dòng)記錄等方式進(jìn)行；容積控制基本采用刻度觀察和儀表測控方式。2為了避免氣柜發(fā)生塔節(jié)被頂翻或罩頂被抽癟的事故，規(guī)定高位信號控制在有效容積的85%左右，低位信號控制在有效容積的10%左右。3目前對于大型、多節(jié)氣柜的容積控制，逐步采用智能化、制動(dòng)化程度高的容積指示儀表來實(shí)現(xiàn)氣柜容積的自動(dòng)控制，如智能型微波物位儀的采用等，因此在本規(guī)范中給出用于容積控制的智能型儀表。8.8隔水槽設(shè)計(jì)隔水槽主要用在嚴(yán)寒地區(qū)，為了避免放空管噴出大量的水，造成柜體結(jié)冰，影響氣柜的正常工作，在放空管下部設(shè)置隔水槽來防止水的噴出。8.9補(bǔ)水設(shè)計(jì)1氣柜在夏季運(yùn)行過程中由于水的自然蒸發(fā)、壓力波動(dòng)或風(fēng)吹等原因造成水槽和水封掛圈中水的損失，水的自然蒸發(fā)可通過式8.9.5予以估算。2氣柜運(yùn)行過程中，特別是夏季或刮風(fēng)多發(fā)季節(jié)，應(yīng)定期往水槽和水封掛圈中補(bǔ)充水；值得強(qiáng)調(diào)的是：式8.9.5計(jì)算的水的蒸發(fā)損失為估算值，實(shí)際補(bǔ)水量應(yīng)以定期加水的巡檢制度來保證。8.10防凍設(shè)計(jì)1氣柜防凍設(shè)計(jì)的重要判據(jù)是水的結(jié)冰點(diǎn)，故此以-5℃作為是否考慮氣柜的防凍問題分界點(diǎn)。2多節(jié)氣柜的水封掛圈是應(yīng)采取防凍措施中應(yīng)十分關(guān)注的部位，水槽中的水量很大，結(jié)冰的幾率要小于水封掛圈。3當(dāng)建柜地區(qū)冬季室外計(jì)算溫度等于或低于-20℃時(shí)，在采用蒸汽加熱的同時(shí)，還應(yīng)在水槽周圍建造和水槽同樣高度的磚質(zhì)保溫墻。8.11防雷設(shè)計(jì)1氣柜的防雷設(shè)計(jì)應(yīng)符合我國現(xiàn)行的《工廠電力設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范》規(guī)定、按第一類工業(yè)建筑物防雷設(shè)計(jì)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。2氣柜頂部的自動(dòng)放空管、排放器或獨(dú)立的放空管口上方應(yīng)處在避雷保護(hù)范圍之內(nèi)。3氣柜鐘罩頂部厚度應(yīng)大于或等于4mm，方可作為接閃器；若頂部厚度等于3mm時(shí)，必須另行設(shè)置避雷網(wǎng)。4防雷接地電阻應(yīng)控制其總電阻值在3.5Ω～5Ω范圍內(nèi)為合格。8.12阻火器1對于易燃、易爆介質(zhì)，氣柜的放空管或排放管必要時(shí)應(yīng)裝設(shè)阻火器。２本規(guī)范給出阻火器的結(jié)構(gòu)型式和尺寸，設(shè)計(jì)人員也可選用定型產(chǎn)品。8.13水封閘設(shè)計(jì)1進(jìn)出氣體的氣柜導(dǎo)氣管上應(yīng)設(shè)置具有斷導(dǎo)氣管功能的水封閘。2水封閘中應(yīng)考慮可以將收集的冷凝水排盡的結(jié)構(gòu)。3在導(dǎo)氣管上裝設(shè)閥門以代替水封閘時(shí)，必須在導(dǎo)氣管上設(shè)置排盡口。8.14基礎(chǔ)設(shè)計(jì)1氣柜的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要求應(yīng)符合建筑設(shè)計(jì)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范。２基礎(chǔ)的底部中心拱升高度為水槽直徑的1%，使得水槽盛水后，底板可以受到基礎(chǔ)的支撐。３對于整體基礎(chǔ)，中心可以不起拱，但中心與基礎(chǔ)邊緣應(yīng)保持一定的導(dǎo)水坡度。４底板下基礎(chǔ)的面層均需采用瀝青砂等防水層。8.15防腐設(shè)計(jì)1氣柜防腐包括選址、運(yùn)行操作等方面。2氣柜的防腐涂料應(yīng)能夠滿足耐介質(zhì)腐蝕的要求，由于介質(zhì)成分多樣，本規(guī)范僅給出常用工況和常用牌號的防腐涂料。9鋼制低壓濕式氣柜的規(guī)格系列9.1容積規(guī)格系列我國較為普遍采用的鋼制低壓濕式氣柜根據(jù)其結(jié)構(gòu)型式和容積規(guī)格系列見表9.1.2所示；表中給出的規(guī)格和容積系列可以基本滿足工程裝置的需要；氣柜設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)實(shí)際的工況條件，從表中選用符合要求的氣柜。9.2氣柜系列的允許荷載1本規(guī)范對無外導(dǎo)架、有外導(dǎo)架和螺旋式氣柜分別給出適宜的允許荷載范圍；其中有外導(dǎo)架直升氣柜，由于外導(dǎo)架的良好抗風(fēng)和抗震作用，它的風(fēng)荷載和抗震設(shè)防烈度高于其他2種型式的氣柜。2當(dāng)風(fēng)荷載或地震荷載高于允許范圍時(shí)，對于多節(jié)的有外導(dǎo)架直升氣柜的水封掛圈的掛水高度，需特殊考慮，可以適當(dāng)提高下掛圈的圈板高度。9.3氣柜系列使用限制條件1儲(chǔ)存氣體的限制1）鋼制低壓濕式氣柜可以儲(chǔ)存各種氣體。但是從安全角度考慮，當(dāng)儲(chǔ)存的氣體毒性為高度或極度危害，如果氣柜出現(xiàn)泄漏、冒頂、傾覆等事故時(shí)，通常的氣柜現(xiàn)場是難以迅速、安全、可靠地處理柜內(nèi)的大量有害氣體，所以在本標(biāo)準(zhǔn)中限制儲(chǔ)存毒性為高度或極度危害的氣體。2）如果是單節(jié)的外導(dǎo)架氣柜，冒頂、傾覆事故發(fā)生的可能性很低，在采取有針對性的、特殊的措施后，如：氣柜的控制裝置能夠有效地控制氣柜升起高度，氣柜壁厚等方面也給予了安全考慮，在設(shè)計(jì)、施工和操作等環(huán)節(jié)均制定有效的措施等，所以本規(guī)范給出“可以在限定的條件下使用”的條款。2腐蝕裕量鋼制低壓濕式氣柜的壁厚的腐蝕裕量一般取為1mm，但是對于一些化工裝置中，氣體成分復(fù)雜、水槽中腐蝕成分較高，設(shè)計(jì)者應(yīng)選擇合適的腐蝕裕量，減少氣柜維護(hù)量。10鋼制低壓濕式氣柜的選用氣柜設(shè)計(jì)人員或選用人員根據(jù)實(shí)際工程需要，結(jié)合工程裝置的特點(diǎn)，依據(jù)以下參數(shù)選用氣柜系列中的相應(yīng)規(guī)格的氣柜。10.1鋼制低壓濕式氣柜的容積確定本章節(jié)給出氣柜的工作容積、有效容積、公稱容積之間的關(guān)系，要求設(shè)計(jì)人員在不同的設(shè)計(jì)階段，所進(jìn)行容積核算內(nèi)容的工作，確保用戶得到所期望的規(guī)格。10.2鋼制低壓濕式氣柜設(shè)計(jì)壓力的確定本章節(jié)給出氣柜的設(shè)計(jì)壓力與工作壓力的范圍暨允許最高工作壓力［Pmax］、和允許最小工作壓力［Pmin］之間的關(guān)系，要求設(shè)計(jì)人員在確定工作壓力時(shí)需滿足業(yè)主提供的輸氣管網(wǎng)壓力范疇。10.3氣柜允許工作壓力［P］的確定本章節(jié)給出氣柜的允許工作壓力［P］的確定、考慮因素和對應(yīng)措施。10.4設(shè)計(jì)荷載本章節(jié)給出設(shè)計(jì)氣柜應(yīng)考慮的外部荷載基本風(fēng)壓值、基本雪壓、地震設(shè)防烈度和活動(dòng)荷載等。10.5儲(chǔ)存介質(zhì)的有關(guān)特性考慮1氣柜儲(chǔ)存介質(zhì)種類很多，不同的儲(chǔ)存介質(zhì)其介質(zhì)特性也是不同的，特別是介質(zhì)的重度和介質(zhì)的腐蝕性等有時(shí)差異相當(dāng)大，必須考慮。2當(dāng)儲(chǔ)存的介質(zhì)的重度與空氣的有差異時(shí)，將影響配重的數(shù)量設(shè)置，譬如氫氣介質(zhì)，由于重度較空氣小很多，會(huì)增加配重塊的數(shù)量。3壁厚的腐蝕裕量為1mm，當(dāng)儲(chǔ)存的介質(zhì)的腐蝕性較強(qiáng)時(shí)，應(yīng)核算材料腐蝕的腐蝕裕量是否滿足工程的需要；增加材料的腐蝕裕量時(shí)，同時(shí)應(yīng)增加相應(yīng)部件的壁厚，并且應(yīng)減少與之相同重量的配重塊。10.6進(jìn)出氣管的尺寸和形式的考慮1氣柜進(jìn)出氣管的尺寸和形式的確定對氣柜操作和造價(jià)有一定的影響。2進(jìn)出氣管的氣體最大流速高于15m/s，該氣體的流速過大，會(huì)造成管道壓力降偏大，不利于氣體的輸送；根據(jù)氣體最大流量計(jì)算進(jìn)出氣管的截面尺寸是最小規(guī)格，實(shí)際的截面尺寸應(yīng)大于該值。3進(jìn)出氣管如何合理地采用側(cè)向進(jìn)入或底部進(jìn)入方式，主要考慮的因素是：不同的進(jìn)氣方式將會(huì)提高或降低鋼水槽的側(cè)壁高度，改變鋼水槽的用鋼量，對于大型氣柜鋼材耗量的影響還是很大的。通常選用標(biāo)準(zhǔn)氣柜時(shí)，若采用側(cè)壁進(jìn)氣，則核算鋼水槽中支墩的最小尺寸后，以此為依據(jù)增加側(cè)壁高度；若采用底部進(jìn)氣，則考慮鋼水槽清理和維護(hù)中所需支墩的最小尺寸后，以此為依據(jù)降低側(cè)壁高度。10.7防凍方案考慮1氣柜的防凍措施有蒸汽加熱和鋼水槽外設(shè)置保溫墻。2對于多節(jié)氣柜設(shè)計(jì)中應(yīng)保證水封掛圈的防凍必須選擇蒸汽加熱措施。3對于溫度等于或低于-20℃情況的鋼水槽可以結(jié)合運(yùn)行費(fèi)用、建設(shè)投入、蒸汽來源等因素綜合考慮后，選擇完全采用蒸汽加熱防凍還是采用蒸汽加熱和鋼水槽外設(shè)置保溫墻共用的方案。10.8地基處理和氣柜基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的考慮1建造氣柜的地基土有軟弱土、密實(shí)土（巖土、碎石土、粘土）、中等膨脹土等，需要土建專業(yè)根據(jù)實(shí)際的地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)進(jìn)行地基處理；氣柜系列標(biāo)準(zhǔn)圖編制中通常對地基的要求為容許承載力〔R〕≥100KN/m2，此項(xiàng)要求可以作為土建專業(yè)考慮基礎(chǔ)型式的一項(xiàng)參考值。2氣柜基礎(chǔ)可以采用滿堂硬實(shí)基礎(chǔ)和箱型環(huán)梁基礎(chǔ)2種型式。滿堂硬實(shí)基礎(chǔ)具有結(jié)構(gòu)簡單、施工便利的優(yōu)點(diǎn)；對于大、中型氣柜采用的箱型環(huán)梁基礎(chǔ)具有基礎(chǔ)費(fèi)用低的優(yōu)點(diǎn)。3由于氣柜水槽工作時(shí)裝滿水、荷重較大，無論采用滿堂硬實(shí)基礎(chǔ)還是箱型環(huán)梁基礎(chǔ)，都需要采用水槽注水預(yù)壓的措施，應(yīng)注意觀察氣柜基礎(chǔ)的沉降量和傾斜量；如果出現(xiàn)異常，應(yīng)采取緩慢注水/停止注水等措施；另一方面，在選擇氣柜建造地點(diǎn)時(shí)，也應(yīng)避免將氣柜建造在軟土、陳舊河床或斜坡土等容易產(chǎn)生傾斜的土質(zhì)上，這樣會(huì)使得基礎(chǔ)處理的費(fèi)用大幅提高。10.9溢流裝置的考慮氣柜系列中的鋼水槽溢流裝置是按降雨強(qiáng)度q=433公升/秒-公頃設(shè)計(jì)的；對于降雨強(qiáng)度超過該值時(shí)，建議主要采用增加溢流裝置數(shù)量的措施來滿足實(shí)際需要。10.10配套部件本章節(jié)給出設(shè)計(jì)氣柜應(yīng)考慮的重要配套部件內(nèi)容。11鋼制低壓濕式氣柜的制造、檢驗(yàn)技術(shù)要求氣柜的施工單位在制定氣柜施工方法時(shí)，通常將氣柜各部分分成若干個(gè)大部件，在加工廠（場）預(yù)制，然后在現(xiàn)場進(jìn)行總裝。為了使得這些大部件拼裝與施工順利進(jìn)行，對構(gòu)件的預(yù)制提出以下需要遵循的要點(diǎn)，以便保證氣柜的施工質(zhì)量。11.1樣板作制1給出檢查水槽壁板、平臺(tái)、罩頂邊環(huán)、各活動(dòng)塔節(jié)掛圈、底環(huán)、上下帶板、斜梯等圓弧形部件的制作弧形樣板的尺寸規(guī)格和偏差要求。2螺旋導(dǎo)軌呈45°導(dǎo)角的螺旋形狀，加工困難，給出螺旋導(dǎo)軌胎架制作方法。11.2預(yù)制本章節(jié)給出水槽、平臺(tái)、罩頂邊環(huán)、各活動(dòng)塔節(jié)掛圈、底環(huán)、上下帶板、斜梯、導(dǎo)架等構(gòu)件的預(yù)制方法、公差要求等技術(shù)規(guī)定。11.3組裝和焊接本章節(jié)給出水槽、平臺(tái)、鐘罩、各活動(dòng)塔節(jié)、導(dǎo)輪、斜梯、導(dǎo)架等構(gòu)件的組裝要求以及焊接方法等技術(shù)規(guī)定。12鋼制低壓